L297D L297 Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

L297

L297D

STEPPER MOTOR CONTROLLERS

NORMAL/WAWE DRIVE

HALF/FULL STEP MODES

CLOCKWISE/ANTICLOCKWISE DIRECTION

SWITCHMODE LOAD CURRENT REGULA-
TION

PROGRAMMABLE LOAD CURRENT

FEW EXTERNAL COMPONENTS

RESET INPUT & HOME OUTPUT

ENABLE INPUT

DESCRIPTION
The L297/A/D Stepper Motor Controller IC gener-
ates four phase drive signals for two phase bipolar
and four phase unipolar step motors in microcom-
puter-controlled applications. The motor can be
driven in half step, normal and wawe drive modes
and on-chip PWM chopper circuits permit switch-
mode control of the current in the windings. A

August 1996

Symbol

Parameter

Value

Unit

V

s

Supply voltage

10

V

V

i

Input signals

7

V

P

tot

Total power dissipation (T

amb

= 70

°

C)

1

W

T

stg

, T

j

Storage and junction temperature

-40 to + 150

°

C

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

feature of this device is that it requires only clock,
direction and mode input signals. Since the phase
are generated internally the burden on the micro-
processor, and the programmer, is greatly reduced.
Mounted in DIP20 and SO20 packages, the L297
can be used with monolithic bridge drives such as
the L298N or L293E, or with discrete transistors
and darlingtons.

TWO PHASE BIPOLAR STEPPER MOTOR CONTROL CIRCUIT

DIP20

SO20

ORDERING NUMBERS : L297 (DIP20)

L297D (SO20)

1/11

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

PIN CONNECTION (Top view)

BLOCK DIAGRAM (L297/L297D)

2/11

L297

L297D

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

N

°

NAME

FUNCTION

1

SYNC

Output of the on-chip chopper oscillator.
The SYNC connections The SYNC connections of all L297s to be
synchronized are connected together and the oscillator
components are omitted on all but one. If an external clock source
is used it is injected at this terminal.

2

GND

Ground connection.

3

HOME

Open collector output that indicates when the L297 is in its initial
state (ABCD = 0101).
The transistor is open when this signal is active.

4

A

Motor phase A drive signal for power stage.

5

INH1

Active low inhibit control for driver stage of A and B phases.
When a bipolar bridge is used this signal can be used to ensure
fast decay of load current when a winding is de-energized. Also
used by chopper to regulate load current if CONTROL input is low.

6

B

Motor phase B drive signal for power stage.

7

C

Motor phase C drive signal for power stage.

8

INH2

Active low inhibit control for drive stages of C and D phases.
Same functions as INH1.

9

D

Motor phase D drive signal for power stage.

10

ENABLE

Chip enable input. When low (inactive) INH1, INH2, A, B, C and D
are brought low.

11

CONTROL

Control input that defines action of chopper.
When low chopper acts on INH1 and INH2; when high chopper
acts on phase lines ABCD.

12

V

s

5V supply input.

13

SENS

2

Input for load current sense voltage from power stages of phases
C and D.

14

SENS

1

Input for load current sense voltage from power stages of phases
A and B.

15

V

ref

Reference voltage for chopper circuit. A voltage applied to this pin
determines the peak load current.

16

OSC

An RC network (R to V

CC

, C to ground) connected to this terminal

determines the chopper rate. This terminal is connected to ground
on all but one device in synchronized multi - L297 configurations. f

1/0.69 RC

17

CW/CCW

Clockwise/counterclockwise direction control input.
Physical direction of motor rotation also depends on connection
of windings.
Synchronized internally therefore direction can be changed at any
time.

18

CLOCK

Step clock. An active low pulse on this input advances the motor
one increment. The step occurs on the rising edge of this signal.

PIN FUNCTIONS - L297/L297D

3/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

N

°

NAME

FUNCTION

19

HALF/FULL

Half/full step select input. When high selects half step operation,
when low selects full step operation. One-phase-on full step mode
is obtained by selecting FULL when the L297’s translator is at an
even-numbered state.
Two-phase-on full step mode is set by selecting FULL when the
translator is at an odd numbered position. (The home position is
designate state 1).

20

RESET

Reset input. An active low pulse on this input restores the
translator to the home position (state 1, ABCD = 0101).

PIN FUNCTIONS - L297/L297D (continued)

CIRCUIT OPERATION

The L297 is intended for use with a dual bridge
driver, quad darlington array or discrete power
devices in step motor driving applications. It re-
ceives step clock, direction and mode signals from
the systems controller (usually a microcomputer
chip) and generates control signals for the power
stage.
The principal functions are a translator, which gen-
erates the motor phase sequences, and a dual
PWM chopper circuit which regulates the current in
the motor windings.The translator generatesthree
different sequences, selected by the HALF/FULL
input. These are normal (two phases energised),
wave drive (one phase energised) and half-step
(alternately one phase energised/two phases en-
ergised). Two inhibit signals are also generated by
the L297 in half step and wave drive modes. These
signals, which connect directly to the L298’senable
inputs, are intended to speed current decay when
a winding is de-energised. When the L297 is used
to drive a unipolar motor the chopper acts on these
lines.
An input called CONTROL determines whether the
chopper will act on the phase lines ABCD or the
inhibit lines INH1 and INH2. When the phase lines

are chopped the non-active phase line of each pair
(AB or CD) is activated (rather than interrupting the
line then active).In L297 + L298 configurationsthis
technique reduces dissipation in the load current
sense resistors.

A common on-chip oscillator drives the dual chop-
per.It suppliespulses at the chopper rate which set
the two flip-flops FF1 and FF2. When the current in
a winding reaches the programmed peak value the
voltage across the sense resistor (connected to
one of the sense inputs SENS

1

or SENS

2

) equals

V

ref

and the corresponding comparator resets its

flip flop, interrupting the drive current until the next
oscillator pulse arrives. The peak current for both
windingsis programmedby a voltage divideron the
V

ref

input.

Ground noise problems in multiple configurations
can be avoided by synchronising the chopper os-
cillators. This is done by connecting all the SYNC
pins together, mounting the oscillator RC network
on one device only and grounding the OSC pin on
all other devices.

Symbol

Parameter

DIP20

SO20

Unit

R

th-j-amb

Thermal resistance junction-ambient

max

80

100

°

C/W

THERMAL DATA

4/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

MOTOR DRIVING PHASE SEQUENCES

The L297’s translator generates phase sequences
for normal drive, wave drive and half step modes.
The state sequences and output waveforms for
these three modes are shown below. In all cases
the translator advances on the low to high transis-
tion of CLOCK.

Clockwise rotation is indicate; for anticlockwise ro-
tation the sequences are simply reversed RESET
restores the translator to state 1, where ABCD =
0101.

HALF STEP MODE
Half step mode is selected by a high level on the HALF/FULL input.

NORMAL DRIVE MODE
Normal drive mode (also called ”two-phase-on” drive) is selected by a low level on the HALF/FULL input
when the translator is at an odd numbered state (1, 3, 5 or 7). In this mode the INH1 and INH2 outputs
remain high throughout.

5/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

MOTOR DRIVING PHASE SEQUENCES (continued)

WAVE DRIVE MODE
Wave drive mode (also called ”one-phase-on” drive) is selected by a low level on the HALF/FULL input
when the translator is at an even numbered state (2, 4, 6 or 8).

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ

Max.

Unit

V

s

Supply voltage (pin 12)

4.75

7

V

I

s

Quiescent supply current (pin 12)

Outputs floating

50

80

mA

V

i

Input voltage
(pin 11, 17, 18, 19, 20)

Low

0.6

V

High

2

V

s

V

I

i

Input current
(pin 11, 17, 18, 19, 20)

V

i

= L

100

µ

A

V

i

= H

10

µ

A

V

en

Enable input voltage (pin 10)

Low

1.3

V

High

2

V

s

V

I

en

Enable input current (pin 10)

V

en

= L

100

µ

A

V

en

= H

10

µ

A

V

o

Phase output voltage
(pins 4, 6, 7, 9)

I

o

= 10mA

V

OL

0.4

V

I

o

= 5mA

V

OH

3.9

V

V

inh

Inhibit output voltage (pins 5, 8)

I

o

= 10mA

V

inh L

0.4

V

I

o

= 5mA

V

inh H

3.9

V

V

SYNC

Sync Output Voltage

I

o

= 5mA

V

SYNC H

3.3

V

I

o

= 5mA

V

SYNC V

0.8

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Refer to the block diagram T

amb

= 25

°

C, V

s

= 5V unless otherwise

specified)

6/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ

Max.

Unit

I

leak

Leakage current (pin 3)

V

CE

= 7 V

1

µ

A

V

sat

Saturation voltage (pin 3)

I = 5 mA

0.4

V

V

off

Comparators offset voltage
(pins 13, 14, 15)

V

ref

= 1 V

5

mV

I

o

Comparator bias current
(pins 13, 14, 15)

-100

10

µ

A

V

ref

Input reference voltage (pin 15)

0

3

V

t

CLK

Clock time

0.5

µ

s

t

S

Set up time

1

µ

s

t

H

Hold time

4

µ

s

t

R

Reset time

1

µ

s

t

RCLK

Reset to clock delay

1

µ

s

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

Figure 1.

7/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

APPLICATION INFORMATION

TWO PHASE BIPOLAR STEPPER MOTOR CONTROL CIRCUIT

This circuit drives bipolar stepper motors with winding currents up to 2A. The diodes are fast 2A types.

Figure 2.

Figure 3 : Synchronising L297s

8/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

a1

0.254

0.010

B

1.39

1.65

0.055

0.065

b

0.45

0.018

b1

0.25

0.010

D

25.4

1.000

E

8.5

0.335

e

2.54

0.100

e3

22.86

0.900

F

7.1

0.280

I

3.93

0.155

L

3.3

0.130

Z

1.34

0.053

DIP20 PACKAGE MECHANICAL DATA

9/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

A

2.65

0.104

a1

0.1

0.3

0.004

0.012

a2

2.45

0.096

b

0.35

0.49

0.014

0.019

b1

0.23

0.32

0.009

0.013

C

0.5

0.020

c1

45 (typ.)

D

12.6

13.0

0.496

0.512

E

10

10.65

0.394

0.419

e

1.27

0.050

e3

11.43

0.450

F

7.4

7.6

0.291

0.299

L

0.5

1.27

0.020

0.050

M

0.75

0.030

S

8 (max.)

SO20 PACKAGE MECHANICAL DATA

10/11

L297-L297D

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/1334-html.html
background image

Information furnished is believed to be accurate and reliable. However, SGS-THOMSON Microelectronics assumes no responsibility for the
consequences of use of such information nor for any infringement of patents or other rights of third parties which may result from its use. No
license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of SGS-THOMSON Microelectronics. Specification mentioned
in this publication are subject to change without notice. This publication supersedes and replaces all information previously supplied.
SGS-THOMSON Microelectronics products are not authorized for use as critical components in life support devices or systems without express
written approval of SGS-THOMSON Microelectronics.

1996 SGS-THOMSON Microelectronics – Printed in Italy – All Rights Reserved

SGS-THOMSON Microelectronics GROUP OF COMPANIES

Australia - Brazil - Canada - China - France - Germany - Hong Kong - Italy - Japan - Korea - Malaysia - Malta - Morocco - The Netherlands -

Singapore - Spain - Sweden - Switzerland - Taiwan - Thailand - United Kingdom - U.S.A.

11/11

L297-L297D

Maker
ST Microelectronics
Datasheet PDF Download